混凝土结构的基本设计原则.doc

混凝土结构的基本设计原则2.1 极限状态设计原则在绪论中，曾讲过我国混凝土结构设计理论和方法的演变过程。新颁布的规范遵照国家标准建筑结构可靠度设计统一标准GB500682001(以下简称标推)所确定的原则，对建、构筑物作结构设计时，采用以概率理论为基础的极限状态设计方法。现将涉及混凝土结构的基本原则的内容简述于下。2.1.1 设计理论和概率理论之间的关系众所周知，在工程界和自然界中，任何现象和事件都可以划分为确定性的和非确定性两种。确定性现象又称必然现象，即事件在一定条件下必然会发生某种结果的现象，例如在比例极限内，钢筋的应力应变呈线性关系等。非确定性现象也称偶然现象，在概率理论中则称为随机现象。这种现象是指在一定条件下可能出现也可能不出现的事情，或者可能出现多种结果，但在事先却不能预测会出现哪种结果的现象。例如：在试验之前，我们不能确切知道一个试件的强度，在使用之前，也无法预料楼面结构所承受活荷载的具体数量等等。虽然，在非确定现象中，对于各个个别的随机事件是没有规律可寻的。但是，当我们研究大量同一事件的随机现象后，也会得到随机事件出现的一些规律。由于工程实际中随机事件是普遍存在的，要研究大量这类随机事件的规律，就得借助概率论和数理统计中的某些知识。2.1.2 建筑结构的功能要求建筑结构在正常设计、正常施工、正常使用和正常维修条件下的功能要求，有下列三个：1.安全性 建筑结构在其设计使用年限内应能够承受可能出现的各种作用。且在设计规定的偶然事件发生时及发生后，结构应能保持必需的整体稳定性，不致倒塌。2.适用性 建筑结构在其设计使用年限内应能满足预定的使用要求，有良好的工作性能，其变形、裂缝或振动等性能均不超过规定的限度等。3.耐久性 建筑结构在其设计使用年限内应有足够的耐久性。例如保护层厚度不得过薄、裂缝不得过宽而引起钢筋锈蚀等。2.1.3 结构可靠度和安全等级结构可靠性是指结构在规定的时间内(即设计基准期)，在规定的条件下(结构正常的设计、施工、使用和维修条件)，完成预定功能(如承载力、刚度、稳定性、抗裂性、耐久性和动力性能等)的能力。需要说明的是，当建筑结构的使用年限到达或超过设计基准使用期后，并不意味该结构立即报废不能使用了，而是说它的可靠性水平从此要逐渐降低了，在做结构鉴定及必要加固后，仍可继续使用。结构可靠度是指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率，即结构可靠度是结构可靠性的概率度量。结构可靠度的分析就是要合理地确定结构的可靠度水平，使结构设计符合技术先进、经济合理、安全适用和确保质量的要求。简而言之，进行建筑结构设计的基本目的，就是要采取最经济的手段，使结构在设计基准期内，具有各种预期的功能。结构的设计基准期是指为确定可变作用及与时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数，标推采用的设计基准期为50年。结构的设计使用年限是指设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期，标推采用的设计使用年限为：临时性结构5年；易于替换的结构构件25年；普通房屋和构筑物50年；纪念性建筑和特别重要的建筑结构100年。安全可靠是结构设计的重要内容，所以在进行建筑结构的设计时，应根据结构破坏可能产生的各种后果(危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等)的严重性，采用不同的安全等级。标准对建筑结构的安全等级划分为三级，见表21。当然，对于特殊的建筑物，其安全等级可根据具体情况另行确定。对地基基础和按抗震要求设计的建筑结构，其安全等级尚应符合地基基础和抗震规范的规定。建筑结构中各类构件的安全等级宜与整个结构同级，对其中部分结构构件的安全等级可进行调整，但不得低于三级。2.1.4 结构的极限状态结构的极限状态是指整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态称为该功能的极限状态。关于结构的各种极限状态，其标志及限值均有明确的规定，具体情况将于本书相应章节中分别叙述。标准将结构的极限状态分为下列两类：1.承载能力极限状态 这种极限状态是对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形。当结构或结构构件出现了下列状态之一时，应认为超过了承载能力极限状态；(1) 整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡，如雨篷压重不足而倾覆、烟囱抗风不足而倾倒、挡土墙抗滑不足在土压力作用下而整体滑移等。(2) 结构构件或其连接因超过材料强度而破坏(包括疲劳破坏)，如轴心受压构件中混凝土达到了轴心抗压强度、构件的钢筋因锚固长度不足而被拔出等；或因变形过大而不适于继续承受荷载。(3) 结构转变为机动体系，如构件发生三铰共线而形成体系机动，丧失承载能力。(4) 结构或构件丧失稳定，如细长柱到达临界荷载后压屈失稳而破坏。2.正常使用极限状态 这种极限状态是对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。当出现下列状态之一时，应认为结构或结构构件超过了正常使用极限状态：(1) 影响正常使用或外观的变形，如吊车梁变形过大导致吊车不能正常行驶、梁挠度过大影响外观等。(2) 影响正常使用或耐久性能的局部损坏，如水池池壁开裂漏水不能正常使用、如裂缝过宽导致钢筋锈蚀等。(3) 影响正常使用的振动，如由于机器振动而导致结构的振幅超过按正常使用要求所规定的限位等。(4) 影响正常使用的其它特定状态，如相对沉降量过大等。2.1.5 结构上的作用F、作用效应S、结构抗力R标准对结构上的作用等作有明确的阐述。结构上的作用是指施加在结构上的集中荷载或分布荷载(包括永久荷载、可变荷载等)，以及引起结构外加变形或约束变形的原因，如基础沉降、温度变化、混凝土收缩、焊接等作用。这些作用使结构产生内力和变形。施加在结构上的集中荷载和分布荷载(即永久荷载或称恒载、可变荷载或称活载等)称为直接作用，引起结构外加变形和约束变形的其他作用称为间接作用。 结构上的作用按标准可做下列分类：1.按随时间的变异分类(1) 永久作用 在设计基准期内其量值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计的作用。例如，结构自重、土压力、预加应力、焊接等。(2) 可变作用 在设计基准期内其量值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略的作用。如安装荷载、楼面活荷载、风荷载、雪荷载、吊车荷载、温度变化、地震等。(3) 偶然作用 在设计基准期内出现或不一定出现，而一旦出现其量值很大且持续时间很短的作用。如罕遇地震、爆炸、撞击等。2.按随空间位置的变异分类(1) 固定作用 在结构空间位置上具有固定分布的作用。如楼面上的固定设备荷载、结构构件自重等。(2) 可动作用 在结构空间位置上的一定范围内可以任意分布的作用。如楼面上的人员荷载、吊车荷载等。3.按结构的反应分类(1)静态作用 使结构产生的加速度可忽略不计的作用。如结构自重、住宅与办公楼的楼面活荷载等。(2)动态作用 使结构产生的加速度不可忽略的作用。如地震、吊车荷裁、设备振动、风荷载等。作用效应S是指由于直接作用或间接作用(荷载、温度、支座不均匀沉降等因素)作用于结构构件上，在结构内产生的内力和变形(如轴力、弯矩、剪力、扭矩、挠度、转角和裂缝等)。若作用为直接作用，则其效应也可称为荷载效应，荷载与荷载效应在一般情况下是线性关系，故而荷载效应可用荷载值乘以荷载效应系数来表达。结构上的作用F，除永久作用外，都是不确定的随机变量，有时还与时间参数，甚至还与空间参数有关，所以作用效应S，一般说来也是随机变量或随机过程，甚至是随机场，宜采用概率论或随机振动的方法来予以描述。 结构抗力R是指结构或结构构件承受内力和变形的能力(如构件的承载能力、刚度等)。由于影响结构构件抗力的主要因素如材料性能f(材质、强度、弹性模量、工艺、环境等)、几何参数(制作尺寸的偏差、安装误差)和计算模式的精确性(抗力计算所采用的基本假设和计算公式的不够精确)都是不确定的随机变量，所以由这些因素综合而成的结构抗力R也是随机变量。2.1.6 结构的极限状态方程混凝土结构和结构构件的工作情况究竟怎样，是工作良好安全可靠，还是达到了极限状态结构失效，可以由该结构构件所承受的荷载效应S和结构抗力R两者的关系来描述，其表达式即为结构的极限状态方程，写为Z=RS0 （21）当Z0时，结构处于可靠状态，当Z0时，结构处于失效状态，当Z0时，结构处于极限状态；即当基本变量满足极限状态方程时， Z=RS=0 （22）则结构达到极限状态，如图21所示。2.2 荷载和材料强度的取值2.2.1 荷载代表值、（1）荷载的统计特性为编制建筑结构荷载规范GBJ789和GB500092001(以下简称荷载规范)，我国对建筑结构的各种恒载、几种主要类型的民用楼面活载、风荷载，以及雪荷载等进行了大量的调查和实测工作，将所取得的资料和数据进行统计处理，获得了这些荷载的概率分布函数及统计参数，并以此作为确定各种荷载的代表值、荷载组合，以及进行结构可靠度计算的基础。1.永久荷载 在建筑结构中，如屋面、楼面、墙体、梁、柱等构件和找平层、保温层等的自重都是永久荷载。永久荷载的重量在结构使用期内，随时间因素的变化不大，或其重量的变化与其平均值相比可以忽略。检验表明，绝大部分永久荷载的概率分布服从正态分布。2.可变荷载 建筑结构所承受的楼面活荷载、风荷载、雪荷载、以及吊车荷载等均为可变荷载。可变荷载在结构使用期内，随时间因素的变化较大，且其重量的变化与其平均值相比不可以忽略不计，其随时间的变异可统一用随机过程来描述。对可变荷载随机过程的样本函数经处理之后，即可得到各种可变荷载在任意时点的概率分布和在基准使用期最大值的概率分布。一般说来，可变荷载的最大值的概率分布可取极值型。（2）荷载的代表值设计中用以验算极限状态所采用的荷载量值，即在结构设计的表达式中，根据不同极限状态的设计要求，需要确定不同的统计值，即对各种荷载规定出其代表值，以作为设计取值的依据。对于永久荷载，规定以其标准值作为代表值；对于可变荷载，则以其标准值、组合值、准永久值及频遇值作为代表值：对于偶然荷载，其代表值可按有关规定确定。1.荷载标准值各种荷载标准值是建筑结构按承载能力极限状态设计时采用的荷载基本代表值，为其设计基准期内最大荷载统计分布值。永久荷载的标准值可按构件的设计尺寸和材料容重的标准值确定。对于构件的自重和重量变化不大的材料，一般取实际概率分布的平均值作为其荷载标准值。但是，对于有些自重变异较大的材料或结构构件，其单位重量的确定，则应按是否对结构不利来考虑，取单位重量的上限值还是下限值。可变荷载的标准值宜统一由设计基准期最大荷载概率分布的某一分位数确定，例如取为设计平均值加1.645倍标准差，即具有的95保证率的上分位值（即f（1+1.645f ）。但实际上目前对很多种可变荷载的调查研究还远远不够，难以估计出其概率分布，其大部分荷载的取值还是沿用或参照了传统习用的数值，如我国办公楼和住宅的楼面活荷载标准值均取为2.0kNm2；我国确定标准风荷载的基本风压是按当地比较空旷、平坦的地面，在离地10m高处，以统计得到的50年一遇10分钟平均最大风速v(ms)为标准，按v2/l600确定的风压值；而雪荷载标准值的基本雪压，是按一般空旷、平坦地面上统计得到的50年一遇最大积雪自重为标准而确定的等。 2.荷载频遇值 可变荷载的频遇值是指在设计基准期内，其超越的总时间为规定的较小比率或超越频率为规定频率的荷载值。荷载频遇值是用于正常使用极限状态中验算时取用的荷载设计值。3.荷载准永久值可变荷载的准永久值是指在设计基准期内，其超越的总时间约为设计基准期一半的荷载设计值。一般说来，是正常使用极限状态中所应用的荷载设计值。在结构计算中应用的永久荷载(各种常用材料与构件的密度和单位自重)的标准值，以及各种可变荷载的标准值均详载于荷载规范中。2.2.2 材料强度标准值混凝土结构在按极限状态方法设计时，钢筋和混凝土的强度是主要的因素，这两种材料的强度概率分布可用正态分布描述。材料强度的标准值是一种特征值，可取其概率分布的0.05分位数(具有不小于95的保证率)确定，其表达式为：fk =f（11.645f ） (23)式中fk材料强度的标准值； f材料强度的平均值； f材料强度的变异系数。（1）钢材的强度标准值钢筋虽经科学冶炼和工业生产，但是由于材料的变异性，产品的质量仍然是不够均匀的。为了保证质量，冶金部门规定产品要做抽样检查，在既保证钢材的可靠性又顾及钢厂的经济核算的前提下制定有关标准值，称为废品限值，每个抽样试件的屈服强度低于此限值的就是废品，不得以合格品出厂。我国各级热轧钢筋的屈服强度平均值减去两倍标准差所得的数值，约等于冶金部门颁布的各相应钢种屈服强度的废品限值，其保证率为97.73。为使钢筋屈服强度的标准值与其检验标准协调一致，规范将热轧钢筋的强度标准值取为冶金部门颁布的屈服强度废品限值。（2）混凝土的强度标准值混凝土的强度分布与钢筋强度的变化规律相似，不过离散程度比钢材要大得多,因此规范混凝土的强度标准值取为混凝土强度平均值减去1.645均方差，即按（23）式进行计算。2.3 概率统计极限状态设计方法2.3.1 结构安全度的三种处理方法土木工程结构按概率统计极限状态进行设计，在处理结构安全度方面，正逐步从过去所习用的、凭借工程经验的设计方法，向以概率论为基础的、按极限状态分析的设计方法转变。这种设计方法，按其发展的进程，可以划分为三个阶段，或者说有三个水准，即“半”概率法(水准1)、“近似”概率法(水准2)、和“全”概率法(水准3)。在水准l方法中，在其极限状态设计的表达式内，对作用效应S和结构抗力R所包含的各种基本变量，其中有些已经测定有大量的数据，可以作为数理统计的基础，例如在荷载和材料强度的设计取值上已考虑了概率法则；但是，其中有些还缺乏详细的资料，例如安全系数(无论是容许应力法、多系数安全系数法，或是单一安全系数法)，则仍然要根据工程经验和主观意识作决定和判断，拟定出一些经验性的系数供设计应用。因为水准1方法不完全是按概率法则，所以称之为“半”概率半经验法或“半”概率法。我国1974年颁布的钢筋混凝土结构设计规范TJ10一74即属于这种设计方法的范畴。在水准2方法中，考虑了荷载效应S和结构抗力R的联合分布(假定其为正态、对数正态、或当量正态分布等)。校核安全度时，在数据空间选择验算点，而结构的失效概率Pf为设计验算点的安全指标的函数。对于结构的安全性别通过Pf和来商量，并与结构的极限状态方程建立起联系。在设计时采用了以分项系数表达的极限状态方程，而分项系数则是经可靠度分析优化所定得的。所以，这种概率方法较水准1是大有进展且更趋合理。但是，在不少基本变量的统计数据尚不完整，或有欠缺的情况下，其所确定的变量的分布就难以全部是实际状况；而且将(RS)作为一个随机变量来考虑，且只计及平均值和均方差两个参数而末考虑其实际的分布；加之在分析计算过程中使用了近似手段和线性简化处理，具有一定的近似性；所以称这种方法为一次二阶矩法或称“近似”概率法。我国1984年颁布的建筑结构设计统一标准GBJ6884、2001年颁布的建筑结构可靠度设计统一标准GB500682001等一系列国家标准都是采用的这种方法。在水准3方法中，对整个结构采取精确、全面的概率分析，采用复合随机变量理论的实际分布方法，使结构安全度水平以某一规定的失效概率为基础，而该失效概率则等于或小于人们可以接受的容许极限值。水准3方法又称“全”概率法，是设计方法的发展方向。2.3.2 可靠度、失效概率、可靠指标如前所述，结构可靠性是结构安全性、适用性和耐久性的概称，即指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定的功能的能力。而结构可靠度就是对结构可靠性的定量描述，不过这种描述是以概率表达的，亦即结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定的功能的概率，称为结构可靠度。采用概率统计的结构安全度的数学描述，可取极限状态方程Z=RS0中的基本变量R与S为随机变量，并以此确定可靠指标和设计表达式。但由于掌握和应用统计资料的程度不同，极限状态设计又分为以上所述的三种方法。简言之，结构能够完成预定功能Z0或RS的概率就是可靠概率，用Ps代表；结构不能完成预定功能Z0或RS的概率即为失效概率，用Pf代表。可靠概率与失效概率有着互补的关系，即Ps +Pf =1 (24)若功能函数中的基本变量R与S均为正态分布，且极限状态方程为线性方程，则R、S、Z的概率密度函数图形示如图22。图中纵座标之左用Pf表示的部分的面积就是失效概率Pf ，即（2-5）图中因为R和S是随机变量，所以Z也是随机变量，是前二者的函数，由式(22)，Z=RS，且假定R和S为相互独立的，则有：（26）式中 、一抗力和效应的平均值； 、抗力和效应的标准差。由图22可知，当为正态分布时，结构的失效概率Pf与功能函数Z的平均值z至原点的距离有关：zz，即（27）由式(27)可以看出，与相距越大，也越大，即结构安全可靠；另外，在与不变的前提下，与愈小，即结构抗力与荷载离散性愈小，就愈大，这也表明结构愈安全可靠。因此和P一样，也可作为衡量结构可靠性的个指标，故称为结构的可靠指标。且与Pf具有数值上的对应关系，也具有对应的物理意义。已知，即可求得P；愈大，P就愈小，即结构愈可靠。在表22所示对应关系中，值相差0.5，差一个量级。2-2用失效概率P来衡量结构可靠度，不但合理而且物理意义明确，所以标准采用相应的可靠度指标来衡量结构的可靠度。图22 概率密度函数以作为统一可靠指标有很多优越性。由于中的统计参数是基本变量的前二阶统计矩，故又称为一次二阶矩法。对于多个正态和非正态分布的随机变量，用于非线性极限状态方程求值的方法，可直接参考标准。2.3.3 目标可靠指标如上所述，根据统计资料所得有关荷载效应S和结构抗力R的概率分布，统计参数(平均值、标准差)，即可求得各种结构构件的可靠指标。当计算结构构件的可靠指标时，要考虑各种荷载效应的组合情况，以及永久荷载与可变荷载的比值。因为这两种荷载的变异性是不同的，其荷载效应的比值也就不同，所得结构可靠度自是不同。根据工程经验，并通过对一些有代表性的钢筋混凝土构件的计算分析，标准对延性破坏的构件，如轴心受拉与受弯构件，采用的容许失效概率Pf取得略高一些，从而得出与之相应的可靠指标的平均值。例如当延性破坏时，取Pf6.910-4、=3.2。同理，标准对脆性破坏的构件，如轴心受压与偏心受压构件，所取Pf就偏低一些，例如当脆性破坏时，取Pf1.110-4，其相应的3.7。在上述分析、校核的基础上，标准对一般工业与民用建筑结构所规定的、作为设计依据的可靠指标，称为目标可靠指标。目标可靠指标还根据建筑结构的重要性(结构若发生破坏，对生命财产的危害程度以及社会影响)有所区别。另外，当有充分依据时，目标可靠指标还可作幅度不超过0.25的调整。对于不同安全等级的目标可靠指标列于表23中。2-32.3.4 极限状态设计表达式 当荷载的概率分布、统计参数以及材料性能、尺寸的统计参数已确定，根据上节规定的目标可靠指标，即可按照结构可靠度的概率分析方法进行结构设计。但是，这样进行设计对于一般性结构构件工作量很大，过于繁琐。考虑到实用上的简便，和广大工程设计人员的习惯，标准没有推荐直接根据可靠指标来进行结构设计，仍然采用丁工程设计人员熟悉的以基本变量的标准值和分项系数表达的结构构件实用设计表达式。这里需要说明，采用实用设计表达式，虽然形式上与我国以往采用过的多系数设计表达式相似，但实质上却是不同的。主要在于，以往设计表达式中采用的各种安全系数主要是根据经验确定的；而现在的设计表达式中采用各种分项系数，则是根据基本变量的统计特性，以结构可靠度的概率分析为基础经优选确定的，它们起着相当于值的作用。1 承载能力极限状态设计表达式 任何结构构件均应进行承载力设计，以确保安全。承载能力极限状态设计表达式为 0SR (28) R=R(fc，fs，ak) (29)式中 结构构件的重要性系数，对安全等级为一级或设计使用年限为100年及以上的结构构件，不应小于1.1；对安全等级为二级或设计使用年限为50年的结构构件，不应小于1.0；对安全等级为三级或设计使用年限为5年及以下的结构构件，不应小于0.9；在抗震设计中，不考虑结构构件的重要性系数； S承载能力极限状态的荷载效应(内力)组合的设计值，按现行国家标准建筑结构荷载规范GB50009和现行国家标准建筑抗震设计规范GB 50011的规定进行计算； R结构构件的承载力设计值，在抗震设计时，应除以承载力抗震调整系数； R()结构构件的承载力函数； fc、fs分别为混凝土、钢筋的强度设计值； ak几何参数标准值，当几何参数的变异性对结构性能有明显的不利影响时，可另增减一个附加值。 对于承载能力极限状态，结构构件应按荷载效应的基本组合进行计算，必要时尚应按荷载效应的偶然组合进行计算。 对于基本组合，其内力组合设计值可按公式(210)和公式(211)中最不利值确定： 0S=0(GSGk+Q1SQ1k+QiciSQik) (210) 0S=0(GSGk+QiciSQik) (211) 按上述要求，在设计排架和框架结构时，往往是相当繁复的。因此，对于一般排架和框架结构，可采用下列简化公式： 0S=0(GSGk+Qi SQik) (212)式中 G永久荷载分项系数，当永久荷载效应对结构构件的承载能力不利时，对公式(210)和公式(211)，取1.2，对公式(212)，取1.35；当永久荷载效应对结构构件承载能力有利时，不应大于1.0； Q1、Qi第1个和第i个可变荷载分项系数，当可变荷载效应对结构构件承载能力不利时，在一般情况下取1.4；当可变荷载效应对结构构件的承载能力有利时取为0； SGk永久荷载标准值的效应； SQ1k在基本组合中起控制作用的一个可变荷载标准值的效应； SQik第i个可变荷载标准值的效应； ci第i个可变荷载的组合值系数，其值不应大于1.0； n可变荷载的个数； 简化设计表达式中采用的荷载组合值系数，一般情况下可取=0.9，当只有一个可变荷载时，取1.0。 采用公式(210)和公式(211)时，应根据结构可能同时承受的可变荷载进行荷载效应组合，并取其中最不利的组合进行设计。各种荷载的具体组合规则，应符合现行国家标准荷载规范的规定。 对于偶然组合，其内力组合设计值应按有关的规范域规程确定。例如，当考虑地震作用时，应按现行国家标准建筑抗震设计规范GB 500112001确定。 此外，根据结构的使用条件，在必要时，还应验算结构的倾覆、滑移等。 公式(28)中的0S，在本书各章中用内力设计值(N、M、V、T等)表示；对预应力混凝土结构，尚应考虑预应力效应。 2 正常使用极限状态设计表达式 按正常使用极限状态设计时，应验算结构构件的变形、抗裂度或裂缝宽度。由于结构构件达到或超过正常使用极限状态时的危害程度不如承载力不足引起结构破坏时大，故对其可靠度的要求可适当降低。因此，按正常使用极限状态设计时，对于荷载组合值，不需再乘以荷载分项系数，也不再考虑结构的重要性系数0。同时，由于荷载短期作用和长期作用对于结构构件正常使用性能的影响不同，对于正常使用极限状态，应根据不同的设计目的，分别按荷载效应的标准组合和准永久组合，或标准组合并考虑长期作用影响，采用下列极限状态表达式： SdC (213)式中 C结构构件达到正常使用要求所规定的限值，例如变形、裂缝和应力等限值； Sd正常使用极限状态的荷载效应(变形、裂缝和应力等)组合值。 1)荷载效应组合 在计算正常使用极限状态的荷载效应组合值Sd时，需首先确定荷载效应的标准组合和准永久组合。荷载效应的标准组合和准永久组合应按下列规定计算： (1)标准组合 Sk =SGk+SQ1k+ciSQik (214) (2)准永久组合 Sq=SGk+qiSQik (215)式中Sd 、Sq分别为荷载效应的标准组合和准永久组合； ci 、qi分别为第i个可变荷载的组合值系数和准永久值系数。必须指出，在荷载效应的准永久组合中，只包括了在整个使用期内出现时间很长的荷载效应值，即荷载效应的准永久值qiSQik；而在荷载效应的标准组合中，既包括了在整个使用构出现时间很长的荷载效应值，也包括了在整个使用期内出现时间不长的荷载效应值。因此，荷载效应的标准组合值出现的时间是不长的。2)验算内容正常使用极限状态的验算内容有如下几项：变形验算和裂缝控制验算(抗裂验算和裂缝宽度验算)。(1)变形验算根据使用要求需控制变形的构件，应进行变形验算。对于受弯构件，按荷载效应的标准组合，并考虑荷载长期作用影响计算的最大挠度f不应超过挠度限值flim(见附表)，即 fflim (216)(2)裂缝控制验算 结构构件设计时，应根据所处环境和使用要求，选用相应的裂缝控制等级(见附表)并按下列规定进行验算。裂缝控制等级分为三级，其要求分别如下： 一级严格要求不出现裂缝的构件 按荷载效应标准组合计算时，构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力，即构件受拉边缘混凝土的应力ctk应满足下列要求： ctk0 (217) 二级一般要求不出现裂缝的构件 按荷载效应标准组合计算时，构件受拉边缘混凝土拉应力不应大于混凝土轴心抗拉强度标准值，即构件受拉边缘混凝土的应力ctk应满足下列要求： ctkft (218) 式中混凝土轴心抗拉强度标准值。 按荷载效应准永久组合计算时，构件受拉边缘混凝土不宜产生拉应力，即构件受拉边缘混凝土的应力cq应满足下列要求： cq0 (219) 当有可靠经验时可适当放松。 三级允许出现裂缝的构件 按荷载效应标准组合，并考虑长期作用影响计算时，构件的最大裂缝宽度不应超过裂缝宽度限值(见附表11)，即 max lim (220)3.分项系数的确定在按极限状态设计表达式进行结构设计时，为了使所设计的结构构件在不同情况下具有规定的可靠度，因而采用了各种设计系数，兹分述如下：（1）荷载分项系数 荷载分项系数有两种：永久荷载分项系数G和可变荷载分项系数Q 。它主要是考虑不同变异性的荷载，按标准效应计算时，可能造成结构可靠度的严重不一致性而给以调整的系数。荷载分项系数G、Q值是根据下列原则经优选确定的，即在各项荷载标准值已给定的条件下，要选取一组分项系数，使按极限状态设计表达式设计所得的各种结构构件所具有的可靠指标，与规定的目标可靠指标之间在总体上差异最小。G、Q的具体规定见式（210）等。 (2)可变荷载的组合值系数c。结构上除作用有永久荷载外，有时还将作用几个可变荷载，如楼面活荷载L、风荷载W、雪荷载S以及其它荷载等。由概率分析可知，各荷载最大值在同一时刻出现的概率甚小，因此这种荷载组合在设计表达式中必须予以考虑。荷载组合值系数c就是考虑当两种，或两种以上的可变荷载同时出现时，若在设计计算中仍采用设计值效应叠加而可能造成结构可靠度的不一致性，因而必须对可变荷载设计值再乘以调整系数。c是根据下述原则确定的，即在荷载标准值和荷载分项系数已给定的前提下，对于有两种或两种以上的可变荷载参与组合的情况，通过引入系数c对荷载标准值的折减，使按极限状态设计所得的各类结构构件所具有的可靠指标，与仅有一种可变荷载参与组合的简单组合情况下的可靠指标有最佳的一致性。c值的具体规定见式（211）等。 (3)结构重要性系数0结构重要性系数0是考虑结构破坏后果严重性而引入的系数(见表21)。对于安全等级为一级和三级的结构构件分别取1.1和0.9。经可靠度分析，采用这些系数后，结构件可靠指标值较安全等级为二级的结构构件分别增减0.5左右，这与表21的规定基本一致。 (4)混凝土和钢筋的材料强度分项系数c、s在设计表达式(221)中所采用的混凝土和钢筋的强度设计值，其定义为强度标准值除以相应的材料强度分项系数，即(221)式中fc 、fs混凝土、钢